楼宇火灾自动报警及消防联动控制系统设计-开题报告

辽宁工程技术大学本科毕业设计（论文）开题报告题目楼宇火灾自动报警及消防联动控制系统设计指导教师赵乃卓院（系、部）电气与控制工程学院专业班级自动化10-1学号1005010121姓名小团日期教务处印制一、选题的目的、意义和研究现状目的：设计基于二总线制（CAN总线）的消防自动控制系统。在火灾初期，将燃烧产生的烟雾、热量和光辐射等物理量，通过感温、感烟和感光等火灾探测器变成电信号，传输到火灾报警控制器，并显示出火灾发生的部位，记录火灾发生的时间然后由火灾报警控制器实现消防联动控制启动相应的防火灭火。意义：在现代智能建筑中，火灾报警系统属于智能建筑系统的一个子系统。火灾自动报警系统起着极其重要的安全保障作用，在完全脱离其他系统或网络的情况下能独立正常运行和操作，完成自身所具有的防灾和灭火的功能。随着我国经济建设的发展，各种现代化楼字对火灾报警和自动灭火系统提出了更高的要求，自动灭火系统己成为必不可少的保安装置。设置功能完善的消防设施,对保障人民生命财产的安全，无疑是极为重要的。研究现状：火灾报警控制系统的研究在国外起步较早，我国是在20世纪八十年代中期才有个别企业开始这方面的研究开发。随着越来越多的产品进入市场，国家也制定了相应的检验标准。这类产品国外主要企业有日本的日探、报知机、和能美等，法国的FARE、瑞士西门子楼宇自控公司、美国的Honeywell、Simplex、西门子西伯乐斯的消防系统等。火灾自动报警系统从发展过程来看，在国外大体可分为3个阶段：第一阶段是用一些简单的分立元件构成的火灾自动报警系统，从19世纪四十年代一直延续到20世纪四十年代。这期间感温探测器占主导地位但由于感温式火灾探测器灵敏度比较低，探测火灾的速度也比较慢，尤其对阴燃火灾往往不响应。因此它一直无法较好的实现火灾早期报警的要求。第二阶段从20世纪五十年代至七十年代，这期间感烟探测器得到了大力发展，感温火灾探测器处于次要地位。报警装置为开关量多线型报警系统，每个探测器除需提供两根电源线外，还需提供一根报警信号线，探测器电源由报警器提供，探测器的信号线均连接到报警显示盘上，报警时点亮相应的指示灯。此类系统的功能一般以报警为主，辅以一些简单的联动功能(也为多线型)，如驱动警铃等。这种报警系统存在着明显的弊病。首先探测器与控制器之间的连线繁多，布线工作量较大，使线路出现故障的可能性增大，并且安装和维护十分困难，其次控制器对信号的处理是靠硬件电路适当连接实现的，故电路复杂，可靠性差，导致误报率较高。第三阶段为总线型火灾自动报警系统。从八十年代开始至今，总线型火灾自动报警系统蓬勃兴起，它同以前的产品相比有了很大的飞跃，布线工作显著减少，安装调试变得容易，降低了安装和维修费用，其最大优点是施工简单并能精确确定报警部位，因而得到了较普遍的应用。目前国内生产的火灾自动报警系统大多数为此类产品。由于此类产品具有先进的报警和控制功能，施工、安装较为方便且成本较低，已被大量使用。二、研究方案及预期结果（设计方案或论文主要研究内容、主要解决的问题、理论、方法、技术路线及论文框架等）设计方案：主节点的单片机控制液晶显示屏与报警电路，并由时钟芯片记录火灾发生等时间信息，EEPROM为其存储历史信息。各传感器将采集到的信息传送给从节点后，从节点的单片机通过CAN总线与主节点通信，将各从节点的信息发送给主节点。当探测到的现场环境数据超过系统的阈值时触发报警电路，视为发生火灾，并由该从节点控制其灭火执行装置开始工作。论文主要研究内容：本文的设计采用CAN总线作为通信方式，使用主从式结构。系统整体框图如图1所示。CAN总线......图1系统整体设计框图根据实际应用需要，设计以下主、从节点功能模块：(1)主节点：负责接收各从节点的信息，并向液晶显示屏发送相应的显示信息。并且定时检测各从节点，判定其是否正常工作。如图2所示，主节点主要包括以下功能模块：①显示屏：显示各从节点的信息以供相关人员进行分析处理。②时钟芯片：记录发生火灾的时间以备事后查询。③EEPROM：存储系统历史信息。(2)从节点：监测现场的火灾情况，若发生火灾则向主节点发送火警信息并控制其执行装置工作；若无火灾，则定时向主节点发送验证信号供主节点处理。点节从点节从点节主如图3所示，从节点主要包括以下功能模块：①温度传感器：采集各从节点现场环境温度信号。②烟雾传感器：采集各从节点现场环境烟雾浓度信号。③执行装置：当环境温度升高且烟雾浓度超过阈值，受其所在从节点的控制而喷水。图2主节点功能框图图3从节点功能框图主节点与从节点的单片机都采用AT89S52芯片。为了实现主节点对从节点的实时监测，在主节点和从节点处都设计有CAN通信电路模块，由控制器SJAl000和收发器82C250组成CAN通信接口。主节点时钟芯片选用DSl2887，EEPROM存储芯片选用AT24C16，显示屏采用FMl2232B液晶模块。从节点温度传感器采用数字传感器DSl8820，烟雾传感器采用NIS-09C型离子式。预期结果：基于CAN总线的火灾报警控制系统是一种典型的智能化全总线制报警控制系屏示显晶液CAN电路单片机路电钟时路电口串EEPROM电路报警电路灭火装置单片机烟雾传感器电路温度传感器电路CAN电路报警电路统，系统中各个设备的联动都是要靠报警控制主机里的系统软件编程将它们联系起来。通过软件的编程来实现各个系统之间的联动，以确保在发生火灾的时候能够使各个设备联动工作将火灾消灭在萌芽状态。其总线控制最大限度地提高了系统的响应速度，提高了系统的稳定性和可靠性，满足了社会发展和人民的需要,将会有越来越多的研究课题和广阔的发展前景。三、研究进度第五周至十三周：完成毕业设计开题报告和毕业设计初稿第五周：确定设计题目，到图书馆查找资料，借阅图书，并且上网查找相关期刊报纸，做好设计的前期准备工作；学习相关理论知识，完成开题报告；第六周：学习相关理论知识，浏览有关文献，收集相关资料，撰写开题报告；第七周：认真阅读借阅的图书和上网查到的资料，学习有关CAN总线的结构、通信及特点，掌握其相关的知识，并作好笔记；第八周：研究的火灾报警系统的各项功能指标，以及为达到各指标而采用的功能模块，在此基础上确定本系统设计的整体框架，并做出完成系统主要设计的电子元器件的选择；第九周：设计火灾报警系统的硬件电路，根据实际应用功能设计出主节点与从节点的硬件电路图；第十周：学习温度传感器与烟雾传感器；十一周：把学习中遇到的不懂的地方集中整理出来，向指导老师请教；十二周：完成前两章基本原理的设计；十三周：完成后几章的硬软件设计；十四周至十五周：进行论文整理工作十四周：仔细阅读论文初稿，找出其中有缺点错误的地方和不足之处，进行改正；十五周：交给指导老师审阅，不合理之处及时改正，进一步完善。四、主要参考文献[1]张培仁．《CAN现场总线监控系统原理和应用设计》中国科学技术大学出版社．2011．[2]陈南．建筑火灾自动报警技术化学工业出版社．2006．[3]中国建筑设计研究院机电院．火灾自动报警与消防联动控制系统：设计及安装图集中国建筑工业出版社．2007．[4]姜岩蕾．多传感器信息融合火灾探测器及算法研究[D]：河南理工大学电气工程与自动化学院．2008．[5]戴明．基于CAN总线的温度监控系统[D].南京:南京理工大学．2006.12．[6]杨春杰、王曙光、亢红波．CAN总线技术[M].北京:北京航空航天大学出版社．2010．[7]中国机械工业教育协会．《楼宇智能化技术》北京：机械工业出版社．2010．6．[8]孙景芝、韩永学．《电气消防》中国建筑工业出版社．2006．[9]张绍忠．基于SJAl000的CAN总线智能节点实现[J]．电子技术与应用．2006．[10]史久根．CAN数据传送实时性的研究及其应用[J]．信息与控制．2004．[11]GEORGETH．ExtendingCANnetworksbyincorporatingremotebridging[J]．IEEETransactionsonindustrialelectronics．2006．五、指导教师意见指导教师签字：